Recommended
More Related Content
Viewers also liked
More from Yuka Obu
More from Yuka Obu (18)
Recently uploaded
Recently uploaded (7)
データベース技術 13（Database 13）
- 3. トランザクションの性質 •ACID属性（ACID properties） - 矛盾を防ぐためにトランザクションに要求される性質 性質 内容 意味 A（Atomicity） 原子性 トランザクションは、コミットかロールバックのいず れかで終了しなければならない C（Consistency） 一貫性 トランザクションを実行した時、データベースの一貫 性は損なわれない I（Isolation） 独立性 トランザクションを並列的に処理した場合であって も、逐次処理した場合と同一にならなければならない D（Durability） 耐久性 完了したトランザクションの内容は、障害によって損 なわれない 315年12月22日火曜日
- 4. 同時実行制御 •データベースへのロック（lock）を使った制御 - 共有ロック（shared lock）：データの読み出し時 - 排他ロック（exclusive lock）：データの書き込み時 • 共有ロックがかかっているとき、他のトランザクションは共有ロックを かけられるが、排他ロックはかけられない • 排他ロックがかかっているとき、共有ロックも排他ロックもかけられない 共有ロック 排他ロック 共有ロック 排他ロック ○ × × × ロックの両立関係 415年12月22日火曜日
- 5. 共有ロックと排他ロック データ ベース データ ベース A B 共有ロック 読み出し 共有ロック 読み出し 書き込み C 排他ロック ×× A 排他ロック 書き込み B 共有ロック 読み出し 書き込み C 排他ロック ×× × × 共有ロック 排他ロック 共有ロック 排他ロック ○ × × × ロックの両立関係 515年12月22日火曜日
- 6. 2相ロックで直列可能を保証 •2相ロック（two-phase locking） - ロックの設定と解除に関する一定の規約のひとつ - トランザクションをロックをかけていく相と、 ロックを解除していく相から構成する LOCK A LOCK B READ A READ B WRITE A WRITE B UNLOCK A UNLOCK B 2相ロックに従う場合 LOCK A READ A WRITE A UNLOCK A LOCK B READ B WRITE B UNLOCK B 2相ロックに従わない場合 ロックをかける相 ロックを解除する相 ロックを全部かけ 終わる前にロック を解除している 615年12月22日火曜日
- 7. その他の同時実行制御 •時刻印制御（timestamp control） - アクセスするデータにタイムスタンプを与える - より新しいタイムスタンプを持つトランザクションが データを更新していた場合は、データの読み書きを許 可しない •楽観的制御（optimistic control） - とりあえず各トランザクションの読み書きを許可 - 書き込む時に初めて、他トランザクションによる更新 がなされていないかを確認する - 他トランザクションが更新していたらロールバック 715年12月22日火曜日
- 9. データベースのセキュリティ •データベースや表にアクセスできる権限の設定 - セキュリティの確保 - ユーザの勝手な更新による矛盾を防ぐ •ユーザの操作権限を管理するSQL文 - GRANT文 - REVOKE文 ※GRANT文、REVOKE文はSQLiteでは未実装です 915年12月22日火曜日
- 10. GRANT文（1） •表の操作権限を他のユーザに与える •例：GRANT SELECT, UPDATE ON 商品 TO 外 国部; - 外国部に「商品」表の検索と更新の権限を与えている •権限の例 SELECT 表中の行を検索する権限 INSERT 表中の行を挿入する権限 UPDATE 表中の行を更新する権限 DELETE 表中の行を削除する権限 ALL すべての権限 1015年12月22日火曜日
- 11. GRANT文（2） •WITH GRANT OPTION - 権限を与えられたユーザが、さらに別のユーザに権限 を与えることができるようになる - 例：GRANT SELECT, UPDATE ON 商品 TO 外国部 WITH GRANT OPTION; • 外国部は他のユーザに検索と更新の権限を与えることができる 1115年12月22日火曜日
- 12. REVOKE文 •GRANT文で与えた権限を取り上げる •例：REVOKE SELECT, UPDATE ON 商品 FROM 外国部; - 外国部から「商品」表の検索、更新の権限を取り上げ ている 1215年12月22日火曜日
- 14. 索引を使った高速検索 •インデックス（索引: Index） - データの格納位置に高速にアクセスする手段 商品コード 商品名 単価 地方 101 メロン 800 南部 102 いちご 150 中部 103 りんご 120 北部 104 レモン 200 南部 201 くり 100 北部 202 かき 160 中部 全件検索すると、 時間がかかる 索引 索引を使って 格納場所に高速ア クセス 1415年12月22日火曜日
- 15. インデックスの方法 •B木（B Tree） - 格納場所に関する情報を木構造で管理する方式 - 節点（node）が多数の子データを持つ •ハッシュ（Hash） - データのキー値に対してハッシュ関数を適用し、格納 位置を求める方法 - ハッシュは完全一致検索に威力を発揮する - 比較条件による検索やあいまい検索には対応できない 1515年12月22日火曜日
- 16. B木（B Tree） •格納場所に関する情報を木構造で管理する方式 •節点（node）が多数の子データを持つ 200 120 310150 340 B木によるインデックス 1615年12月22日火曜日
- 17. ハッシュ（Hash）（1） •データのキー値に対してハッシュ関数を適用し、 データの格納位置を求める方法 •ハッシュ関数 - 同じ入力値からは必ず同じ値が得られる - 少しでも異なる入力値からはまったく違う値が得られる - 不可逆な一方向関数であるため、ハッシュ値から入力値 を割り出すことはできない。 1715年12月22日火曜日
- 18. ハッシュ（Hash）（2） •ハッシュによるインデックスの特徴 - ハッシュは完全一致検索に威力を発揮する • 例：「商品コードが101の場合」 - 比較条件による検索やあいまい検索には対応できない • 例：「商品コードが101以上の場合」、「最後にンが付く商品名」 101 101 ハッシュ関数 1815年12月22日火曜日
- 20. 問い合わせの最適化（1） •データベースへの問い合わせ - SQLの内容を解析し、インデックスなどを考慮し高速化 •例 - 「単価が200以上の商品の売上日付、品名を抽出する」 (1)商品表と売上表を結合する (2)単価が200以上の商品を選択する (3)日付・品名の列を抽出する select 日付, 商品 from 商品, 売上 where 単価>=200, and 商品.商品コード=売上.商品コード; 2015年12月22日火曜日
- 21. •例 - 「単価が200以上の商品の売上日付、品名を抽出する」 (1)商品表と売上表を結合する (2)単価が200以上の商品を選択する (3)日付・品名の列を抽出する 問い合わせの最適化（2） select 日付, 商品 from 商品, 売上 where 単価>=200, and 商品.商品コード=売上.商品コード; 商品 売上 結合 選択 射影 結合 商品 売上 射影 射影 選択 図：問い合わせの最適化 (1)→(2)→(3) の順で 問い合わせ (3)→(2)→(1) の順で 問い合わせ ※射影：列を抽出 ※選択：行を抽出 2115年12月22日火曜日
- 23. 問い合わせの最適化（4） •一般的な問い合わせ順序の決定基準 - 選択を先に実行して行数を減らす - 射影を先に実行して結果に関係ない列を減らす - 結合を後で実行する •射影・選択・結合にも異なる手法が存在する - 選択 • 全検索、インデックスによる検索 - 結合 • ネステッド・ループ、ソート・マージ 2315年12月22日火曜日
- 25. ネステッド・ループの例 ID 従業員名 部署ID 1 従業員1 3 2 従業員2 4 3 従業員3 1 4 従業員4 2 5 従業員5 3 従業員表 部署ID index 1 ABC 2 DEF 3 HIJ 4 KLM 5 NOP index 部署ID 部署名 ABC 1 部門1 DEF 2 部門2 HIJ 3 部門3 KLM 4 部門4 NOP 5 部門５ 索引 部署表 ID 従業員名 部署ID 部署名 1 従業員1 3 部門3 2 従業員2 4 部門4 3 従業員3 1 部門1 4 従業員4 2 部門2 5 従業員5 3 部門3 結合結果 外部表（駆動表） 内部表 2515年12月22日火曜日
- 26. ソート・マージ •各表の行を並べ替えた後、結合する方法 - ソートされているため、1方向処理で足りることにな り、処理時間が短縮される - 最初のソートにかかるコストに注意する必要がある 101 102 103 104 101 101 102 102 T1 T2 並べ替えてから突き 合わせる 値が同じ場合に結合 した行を結果として 作成する 2615年12月22日火曜日
- 27. オプティマイザ（optimizer） •データベース中で問い合わせの最適化を行う機能 •最適化の基準 - ルールベース：あらかじめ決められた複数のルールの 優先順位に従って手段を選択する方式 • データベースの状態に即した検索が行われない場合もある • 例：全検索であっても、索引検索の優先順位が高い場合は索引検索が行 われる - コストベース：データベース内部の統計情報に従い、 手段を選択する方式 • ルールベースよりも柔軟な最適化が可能 • 定期的に統計情報の更新が必要、統計情報の管理・分析に手間がかかる 2715年12月22日火曜日
- 28. 障害回復 •トランザクションの耐久性を保証する •バックアップやログにより障害に備える •データベースの障害 - トランザクション障害 - システム障害 - 媒体障害 2815年12月22日火曜日
- 29. データベースの障害 •トランザクション障害 - トランザクションの不備により、トランザクションが 完了できないこと - ロールバックで回復 •システム障害 - 停電などによるシステムダウン - 再起動時に障害回復処理を行う •媒体障害 - ハードディスクの損傷 - バックアップファイルを元に復旧 2915年12月22日火曜日
- 30. チェックポイントと復旧 •バッファ - データベースへの書き込みの効率化のため、一時的に データを書き出しておく領域 •チェックポイント（checkpoint） - バッファに書き出された内容がデータベースの内容と 一致させられる地点 - チェックポイント時にコミット済みのトランザクショ ンについては、障害回復の必要がない 3015年12月22日火曜日